RU2760034C1 - Electric fan for the climate system of a vehicle - Google Patents

Electric fan for the climate system of a vehicle Download PDF

Info

Publication number
RU2760034C1
RU2760034C1 RU2021113770A RU2021113770A RU2760034C1 RU 2760034 C1 RU2760034 C1 RU 2760034C1 RU 2021113770 A RU2021113770 A RU 2021113770A RU 2021113770 A RU2021113770 A RU 2021113770A RU 2760034 C1 RU2760034 C1 RU 2760034C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
housing
electric fan
plastic
drive shaft
magnet
Prior art date
Application number
RU2021113770A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вадим Алексеевич Бояркин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью «ФРОСТ»
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью «ФРОСТ» filed Critical Общество с ограниченной ответственностью «ФРОСТ»
Priority to RU2021113770A priority Critical patent/RU2760034C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2760034C1 publication Critical patent/RU2760034C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706Inner rotors
    • H02K1/272Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/2726Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of a single magnet or two or more axially juxtaposed single magnets
    • H02K1/2733Annular magnets
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/28Means for mounting or fastening rotating magnetic parts on to, or to, the rotor structures
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/02Casings or enclosures characterised by the material thereof
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/16Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/14Structural association with mechanical loads, e.g. with hand-held machine tools or fans

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to electrical equipment, in particular, to an electric fan with a brushless direct current engine, intended for the climate system of a vehicle, e.g., a car. The electric fan comprises an impeller coupled with a brushless direct current electric engine including a stator assembly and a rotor assembly coupled with the drive shaft. The rotor assembly is equipped with a movable housing with a magnet installed inside. The stator assembly is equipped with a housing with a magnetic circuit located in the inner space of the housing of the rotor assembly, installed on the outer surface. The housing of the stator assembly is made of plastic and has an axial hole with a drive shaft installed inside through rolling bearings, rigidly coupled with the housing of the rotor assembly and the impeller. Each of said rolling bearings is pressed by an outer ring into the housing of the stator assembly and by an inner ring onto the drive shaft. The housing of the rotor assembly is made of plastic. The magnet is annular and is embedded into the body of the housing of the rotor assembly, wherein said magnet is an embedded part in the process of manufacture of said housing by injection moulding.
EFFECT: increase in the operational reliability of the electric fan, expressed in the reduction in the level of noise and vibrations.
7 cl, 7 dwg

Description

Область техникиTechnology area

Изобретение относится к электрооборудованию, в частности к электровентилятору с бесщеточным двигателем постоянного тока, предназначенному для климатической системы транспортного средства, например автомобиля.The invention relates to electrical equipment, in particular to an electric fan with a brushless DC motor, designed for the climate system of a vehicle, such as a car.

Предшествующий уровень техникиPrior art

Из уровня техники известны бесщеточные двигатели постоянного тока, содержащие узел статора и подвижный узел ротора, установленные на валу привода. В корпусе узла ротора установлено множество магнитных плиток, расположенных вдоль окружности на внутренней поверхности указанного корпуса. Узел статора содержит корпус с установленным на наружной поверхности магнитопроводом, размещенным внутри подвижного узла ротора. Бесщёточные двигатели могут быть использованы в конструкции электровентилятора для климатической системы транспортного средства.In the prior art, brushless DC motors are known comprising a stator assembly and a movable rotor assembly mounted on a drive shaft. In the housing of the rotor assembly, a plurality of magnetic tiles are installed, located along the circumference on the inner surface of the specified housing. The stator unit contains a housing with a magnetic circuit installed on the outer surface and placed inside the movable rotor unit. Brushless motors can be used in the design of an electric fan for the vehicle's climate system.

Из уровня техники известна конструкция бесщеточного двигателя (см. CN 212086045 U, МПК H02K 29/00, H02K 5/16, H02K 1/27, публ. 04.12.2020), в котором корпус узла статора выполнен из пластмассы или пластмассовых сплавов и содержит осевое отверстие, в котором установлена ось, неподвижно закрепленная в корпусе узла ротора. В осевом отверстии корпуса узла статора имеется смазка, позволяющая уменьшить трение между осью и указанным корпусом в процессе вращения узла ротора. Чтобы указанная смазки не вытекала в корпус узла ротора, в кольцевой канавке корпуса узла статора установлен кольцевой уплотнитель, прилегающий к корпусу узла ротора. К недостаткам указанной конструкции можно отнести недостаточную её надежность при длительной эксплуатации, поскольку трение оси с корпусом узла ротора и указанным кольцевым уплотнителем приведет к износу этих деталей и, как следствие, появятся повышенный шум и вибрации, и выходу из строя.The prior art knows the design of a brushless motor (see CN 212086045 U, IPC H02K 29/00, H02K 5/16, H02K 1/27, publ. 04.12.2020), in which the stator assembly housing is made of plastic or plastic alloys and contains an axial hole, in which the axle is installed, is fixedly fixed in the housing of the rotor assembly. The axial bore of the stator unit housing is lubricated to reduce friction between the axle and said housing as the rotor unit rotates. To prevent the specified grease from leaking into the housing of the rotor unit, an annular seal is installed in the annular groove of the housing of the stator unit, adjacent to the housing of the rotor unit. The disadvantages of this design can be attributed to its insufficient reliability during long-term operation, since the friction of the axle with the housing of the rotor unit and the specified O-ring will lead to wear of these parts and, as a result, there will be increased noise and vibration, and failure.

Из уровня техники известна конструкция бесщеточного двигателя с узлом статора и внешним узлом ротора (см. DE 102006059135 A1, публ. 2008.06.26, МПК H02K1/27, H02K 15/02). Магниты узла ротора закреплены с зазором относительно друг друга на наружном металлическом ярме и залиты пластмассой для их фиксации, образуя, таким образом, корпус узла ротора, состоящий из наружного металлического ярма и пластмассовых участков корпуса, в частности, донного и верхнего участков. Узел статора снабжен магнитопроводом, расположенным на наружной поверхности корпуса узла статора. Через осевое отверстие корпуса узла статора проходит вал привода, установленный на двух подшипниках, один из которых запрессован в указанный корпус, а второй подшипник запрессован в осевое отверстие магнитопровода. При этом на наружное кольцо второго подшипника опирается цилиндрическая пружина для предварительного натяжения второго подшипника.A design of a brushless motor with a stator unit and an external rotor unit is known from the prior art (see DE 102006059135 A1, publ. 2008.06.26, IPC H02K1 / 27, H02K 15/02). The magnets of the rotor assembly are fixed with a gap relative to each other on the outer metal yoke and are filled with plastic for their fixation, thus forming the body of the rotor assembly, consisting of the outer metal yoke and plastic sections of the housing, in particular, the bottom and top sections. The stator assembly is provided with a magnetic circuit located on the outer surface of the stator assembly housing. Through the axial bore of the stator unit housing, a drive shaft runs, mounted on two bearings, one of which is pressed into the said housing, and the second bearing is pressed into the axial bore of the magnetic circuit. In this case, a cylindrical spring is supported on the outer ring of the second bearing to pre-tension the second bearing.

Известный двигатель может выполнять свою функцию в электровентиляторе климатической установки транспортного средства. Однако, многодетальность двигателя и повышенная точность изготовления узла ротора с предварительным натяжением подшипника, усложняет изготовление и сборку двигателя. Кроме того, наличие пружины с опорой на подшипник может быть причиной шума в процессе длительной эксплуатации при низких температурах, так как скользящая посадка подшипника по внешнему кольцу при загустевании смазки в подшипнике и тепловой усадке может привести к несанкционированному вращению пружины относительно внешнего кольца подшипника, что снижает надежность конструкции.The known engine can perform its function in an electric fan of a vehicle's air conditioning system. However, the many parts of the motor and the increased precision of the rotor assembly with bearing pretension complicate the manufacture and assembly of the motor. In addition, the presence of a spring supported on a bearing can cause noise during long-term operation at low temperatures, since the sliding fit of the bearing on the outer ring when grease thickens in the bearing and heat shrinkage can lead to unauthorized rotation of the spring relative to the outer ring of the bearing, which reduces reliability of the design.

Из уровня техники известна конструкция бесщеточного двигателя с узлом статора и внешним узлом ротора, принятая в качестве ближайшего аналога (см. DE 102009023080 A1, публ. 2010.12.02., МПК H02K 1/18, H02K 5/16). Узел статора содержит корпус с фланцем, выполненные в виде единой детали литьем под давлением из пластмассы. Магнитопровод узла статора неподвижно установлен на наружной поверхности указанного корпуса, при этом их неподвижность обеспечивается выступающими на корпусе ребрами, расположенными в выемках магнитопровода. Узел ротора содержит корпус, на внутренней поверхности которого зафиксирован магнит, охватывающий с наружной стороны магнитопровода статора. Вал привода двигателя установлен через два подшипника в осевом отверстии корпуса статора и одним из своих концевых участков неподвижно соединен через ступицу с узлом ротора, при этом указанные подшипники предварительно нагружены одной или несколькими пружинами.From the prior art, the design of a brushless motor with a stator unit and an external rotor unit is known, adopted as the closest analogue (see DE 102009023080 A1, publ. 2010.12.02., IPC H02K 1/18, H02K 5/16). The stator unit contains a housing with a flange made in the form of a single piece by injection molding from plastic. The magnetic circuit of the stator assembly is fixedly mounted on the outer surface of the said housing, while their fixedness is ensured by ribs protruding on the housing and located in the recesses of the magnetic circuit. The rotor unit contains a housing, on the inner surface of which a magnet is fixed, covering the stator magnetic circuit from the outer side. The motor drive shaft is installed through two bearings in the axial bore of the stator housing and is fixedly connected through the hub to the rotor unit by one of its end sections, while these bearings are preloaded with one or more springs.

Известный двигатель может выполнять свою функцию в электровентиляторе климатической установки транспортного средства. Однако, имеет относительно сложную конструкцию, требующую точности изготовления статора для обеспечения надежного соединения магнитопровода с корпусом. Кроме того, из-за наличия отдельных пружинных компенсаторов, обеспечивающих преднатяг подшипников и компенсации теплового расширения, конструкция предполагает скользящую посадку хотя бы одного из колец подшипника, что при длительной эксплуатации может вызвать вибрации и шум, ведущие к снижению надежности конструкции. The known engine can perform its function in an electric fan of a vehicle's air conditioning system. However, it has a relatively complex structure, requiring precision manufacturing of the stator to ensure reliable connection of the magnetic circuit with the housing. In addition, due to the presence of separate spring compensators that provide bearing preload and compensate for thermal expansion, the design assumes a sliding fit of at least one of the bearing rings, which, during long-term operation, can cause vibration and noise, leading to a decrease in the reliability of the design.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Технический результат заключается в повышении эксплуатационной надежности электровентилятора, выраженной в снижении шума и вибраций.The technical result consists in increasing the operational reliability of the electric fan, expressed in reducing noise and vibrations.

Для достижения технического результата электровентилятор содержит крыльчатку, связанную с бесщеточным электрическим двигателем постоянного тока, включающим в себя узел статора и узел ротора, связанные с валом привода; узел ротора снабжен подвижным корпусом с установленным внутри магнитом; узел статора снабжен корпусом с установленным на наружной поверхности магнитопроводом, расположенным во внутреннем пространстве корпуса узла ротора, при этом указанный корпус узла статора выполнен из пластмассы и имеет осевое отверстие с установленным внутри через подшипники качения валом привода, неподвижно связанным с корпусом узла ротора и крыльчаткой, причем каждый из указанных подшипников качения запрессован внешним кольцом в корпус узла статора, а внутренним кольцом на вал привода, согласно изобретению, корпус узла ротора выполнен из пластмассы, а магнит имеет кольцевую форму и внедрен в тело корпуса узла ротора, при этом указанный магнит является закладной деталью в процессе изготовления указанного корпуса способом литья под давлением.To achieve the technical result, the electric fan comprises an impeller associated with a brushless DC electric motor, which includes a stator assembly and a rotor assembly associated with a drive shaft; the rotor assembly is provided with a movable housing with a magnet installed inside; the stator unit is equipped with a housing with a magnetic circuit mounted on the outer surface located in the inner space of the housing of the rotor unit, while the said housing of the stator unit is made of plastic and has an axial bore with a drive shaft installed inside through rolling bearings, fixedly connected to the housing of the rotor unit and the impeller, moreover, each of said rolling bearings is pressed with an outer ring into the stator unit housing, and with the inner ring onto the drive shaft, according to the invention, the rotor unit housing is made of plastic, and the magnet has an annular shape and is embedded in the body of the rotor unit housing, while said magnet is a mortgage part in the process of manufacturing the specified body by injection molding.

Корпус узла статора содержит фланец, выполненный из пластмассы и составляющий с указанным корпусом единое целое.The housing of the stator unit contains a flange made of plastic and constituting a single whole with the said housing.

Вал привода может быть выполнен из пластмассы и составлять с корпусом узла ротора единое целое, при этом указанный вал привода имеет осевое отверстие в котором установлены элементы, расширяющие указанный вал привода в зонах посадки внутренних колец подшипников качения.The drive shaft can be made of plastic and be integral with the housing of the rotor unit, while the specified drive shaft has an axial hole in which elements are installed that expand the specified drive shaft in the seating zones of the inner rings of the rolling bearings.

Корпус узла ротора может являться частью крыльчатки и составлять с ней единое целое.The rotor assembly housing can be part of the impeller and be integral with it.

В качестве пластмассы может быть использован поликарбонат, или армированный стеклом полиамид, или армированный тальком полиамид, или композитные материалы.The plastic can be polycarbonate, or glass-reinforced polyamide, or talc-reinforced polyamide, or composite materials.

Магнит узла ротора может быть выполнен из спрессованной под давлением смеси магнитного порошка с пластмассой.The rotor assembly magnet can be made from a compressed mixture of magnetic powder and plastic.

Магнитопровод узла статора может быть выполнен из спрессованной под давлением смеси железного порошка с пластмассой.The magnetic circuit of the stator assembly can be made of a mixture of iron powder and plastic compressed under pressure.

Совокупность признаков заявленного изобретения находится в причинно-следственной взаимосвязи с достигаемым техническим результатом и представлена в формуле изобретения.The set of features of the claimed invention is in a causal relationship with the achieved technical result and is presented in the claims.

Сущность технического решения поясняется фигурами.The essence of the technical solution is illustrated by the figures.

Фиг. 1 - схематично изображен электровентилятор для климатической системы транспортного средства, общий вид.FIG. 1 schematically shows an electric fan for the vehicle climate system, general view.

Фиг. 2 - изображена взрыв-схема фиг. 1.FIG. 2 shows the explosive diagram of FIG. 1.

Фиг. 3 - схематично изображен электровентилятор, сечение вдоль вала привода.FIG. 3 - schematically shows an electric fan, section along the drive shaft.

Фиг. 4 - изображена взрыв-схема узла статора.FIG. 4 - shows an explosion diagram of the stator assembly.

Фиг. 5 - изображен статор, вид со стороны фланца.FIG. 5 - shows the stator, view from the side of the flange.

Фиг. 6 - схематично изображен узел ротора с крыльчаткой.FIG. 6 is a schematic representation of a rotor assembly with an impeller.

Фиг. 7 - схематично изображен узел ротора, образующий с крыльчаткой единое целое, сечение вдоль вала привода.FIG. 7 schematically shows a rotor assembly forming a single whole with the impeller, a section along the drive shaft.

На вышеуказанных фигурах изображены:The above figures show:

1 - крыльчатка;1 - impeller;

2 - узел ротора;2 - rotor unit;

3 - узел статора;3 - stator unit;

4 - вал привода;4 - drive shaft;

4а - периферийный участок вала 4 привода;4a - peripheral portion of the drive shaft 4;

5 - корпус узла ротора 2;5 - body of the rotor unit 2;

5а - наружная поверхность корпуса 5;5a - the outer surface of the housing 5;

6 - магнит;6 - magnet;

6а - внутренняя поверхность магнита 6;6a - the inner surface of the magnet 6;

6b - наружная поверхность магнита 6;6b - the outer surface of the magnet 6;

7 - магнитопровод узла статора 3;7 - magnetic core of the stator unit 3;

8 - корпус узла статора;8 - housing of the stator unit;

8а - наружная поверхность корпуса 8;8a - the outer surface of the housing 8;

9 - провода;9 - wires;

10 - фланец;10 - flange;

11 - монтажные отверстия;11 - mounting holes;

12 - монтажные отверстия;12 - mounting holes;

13 - электронная плата;13 - electronic board;

14 - осевое отверстие корпуса 8;14 - axial hole of the housing 8;

15 - подшипник;15 - bearing;

16 - подшипник;16 - bearing;

17 - осевое отверстие вала 4 привода;17 - axial hole of the drive shaft 4;

18 - элемент;18 - element;

19 - элемент;19 - element;

20 - защитный корпус;20 - protective case;

21 - крепёжные элементы;21 - fasteners;

22 - отверстие.22 - hole.

Следует понимать, что специалисты в данной области техники смогут предложить другие варианты осуществления изобретения и что некоторые его детали можно изменять в различных других аспектах, не выходя за рамки сущности и объема настоящего изобретения. Соответственно, фигуры и подробное описание электровентилятора для климатической системы транспортного средства носят иллюстративный, но не ограничительный характер.It should be understood that those skilled in the art will be able to suggest other embodiments of the invention and that some of its details may be varied in various other aspects without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, the figures and detailed description of an electric fan for a vehicle climate system are illustrative and not restrictive.

Электровентилятор содержит крыльчатку 1, связанную с бесщеточным электрическим двигателем постоянного тока (далее - двигатель), включающим в себя, узел ротора 2 и узел статора 3, связанные с валом 4 привода (далее - вал) (см. фиг. 1 - 3).The electric fan contains an impeller 1 associated with a brushless DC electric motor (hereinafter referred to as the motor), including the rotor assembly 2 and the stator assembly 3, connected to the drive shaft 4 (hereinafter referred to as the shaft) (see Figs. 1 - 3).

Узел ротора 2 снабжен подвижным корпусом 5 с установленным внутри магнитом 6, выполненным кольцевой формы и многополюсным. Указанный корпус 5 имеет чашеобразную форму с внутренним пространством N.The rotor unit 2 is equipped with a movable body 5 with a magnet 6 installed inside, made of an annular shape and multi-pole. The specified body 5 has a bowl-like shape with an internal space N.

Корпус 5 узла ротора 2 выполнен из пластмассы, при этом магнит 6 внедрен в тело указанного корпуса 5 таким образом, что внутренняя поверхность 6а магнита 6 является свободной и обращена в сторону установленного во внутреннем пространстве N корпуса 5 магнитопровода 7 с изолированными обмотками проводов 9 узла статора 3, а наружная поверхность 6b магнита 6 залита указанной пластмассой. Таким образом, наружная поверхность 5а корпуса 5 узла ротора 2 выполнена из указанной выше пластмассы и не содержит наружного металлического ярма, используемого в конструкции двигателя, описанного в DE 102006059135 A1.The body 5 of the rotor unit 2 is made of plastic, while the magnet 6 is embedded in the body of the said body 5 in such a way that the inner surface 6a of the magnet 6 is free and faces towards the magnetic core 7 installed in the inner space N of the body 5 with insulated windings of wires 9 of the stator unit 3, and the outer surface 6b of the magnet 6 is filled with said plastic. Thus, the outer surface 5a of the housing 5 of the rotor unit 2 is made of the aforementioned plastic and does not contain the outer metal yoke used in the construction of the engine described in DE 102006059135 A1.

Корпус 5 узла ротора 2 выполнен из пластмассы, обладающей высокими упругими и прочностными характеристики, и имеющей низкий допуск на усадку в процессе литья под давлением.The housing 5 of the rotor unit 2 is made of plastic having high elastic and strength characteristics, and having a low tolerance for shrinkage during injection molding.

Для изготовления магнита 6 можно использовать магнитопласт, представляющий собой спрессованную под большим давлением смесь магнитного порошка с пластмассой, имеющий высокую точность изготовления и не требующий дальнейшей механической обработки.For the manufacture of magnet 6, you can use a magnetoplast, which is a mixture of magnetic powder and plastic compressed under high pressure, which has a high manufacturing accuracy and does not require further mechanical processing.

Поскольку указанный магнит 6 имеет кольцевую форму, то его магнитное поле направлено к центру указанного кольца и замкнуто на его наружной поверхности. Описанные выше свойства магнита 6 позволяют использовать его в качестве закладной детали в процессе изготовления корпуса 5 узла ротора 2 способом литья под давлением. Указанный магнит 6 предварительно намагничивается и далее заливается пластмассой на термопластавтомате, что обеспечивает надежное неразъёмное соединение магнита 6 с корпусом 5 и исключает дополнительную операцию их сборки.Since the specified magnet 6 has an annular shape, then its magnetic field is directed to the center of the specified ring and closed on its outer surface. The properties of the magnet 6 described above make it possible to use it as an embedded part in the process of manufacturing the housing 5 of the rotor unit 2 by injection molding. The specified magnet 6 is pre-magnetized and then filled with plastic on an injection molding machine, which ensures a reliable one-piece connection of the magnet 6 with the case 5 and excludes the additional operation of their assembly.

Узел статора 3 содержит корпус 8, на наружной поверхности 8а которого неподвижно установлен магнитопровод 7 с изолированными обмотками проводов 9.The stator unit 3 contains a housing 8, on the outer surface 8a of which a magnetic circuit 7 with insulated windings of wires 9 is stationary.

Корпус 8 узла статора 3 содержит фланец 10 с монтажными отверстиями 11, 12 для соответствующего крепления электронной платы 13 управления двигателем и вывода проводов 9 магнитопровода 7 (см. фиг. 4, 5). Корпус 8 с фланцем 10 узла статора 3 выполнены из пластмассы, при этом указанный фланец 10 составляет с указанным корпусом 8 единое целое, т. е. единую деталь.The housing 8 of the stator assembly 3 contains a flange 10 with mounting holes 11, 12 for the corresponding fastening of the electronic board 13 of the motor control and the output of the wires 9 of the magnetic circuit 7 (see Fig. 4, 5). The housing 8 with the flange 10 of the stator unit 3 are made of plastic, while the specified flange 10 is with the specified housing 8 a single whole, that is, a single piece.

Корпус 8 узла статора 3 имеет осевое отверстие 14, в котором установлен через подшипники качения 15, 16 вал 4, неподвижно связанный с корпусом 5 узла ротора 2 и крыльчаткой 1. Каждый из указанных подшипников качения 15, 16 установлен в осевом отверстии 14, при этом запрессован своим внешним кольцом в корпус 8 узла статора 3, а внутренним кольцом - на вал 4. Один из свободных периферийных участков 4а вала 4 привода неподвижно установлен в осевых отверстиях корпуса 5 узла ротора 2 и крыльчатки 1.The housing 8 of the stator unit 3 has an axial bore 14, in which a shaft 4 is installed through rolling bearings 15, 16, and is fixedly connected to the housing 5 of the rotor unit 2 and the impeller 1. Each of these rolling bearings 15, 16 is installed in the axial bore 14, while It is pressed with its outer ring into the housing 8 of the stator unit 3, and with its inner ring onto the shaft 4. One of the free peripheral sections 4a of the drive shaft 4 is fixedly mounted in the axial holes of the housing 5 of the rotor unit 2 and the impeller 1.

В качестве подшипников качения 15, 16 могут быть использованы шариковые подшипники.Ball bearings can be used as rolling bearings 15, 16.

Корпус 8 с фланцем 10 узла статора 3 выполнены из пластмассы, обладающей высокими упругими и прочностными характеристики, и имеющей низкий допуск на усадку в процессе литья под давлением, например на термопластавтомате.The housing 8 with the flange 10 of the stator unit 3 are made of plastic, which has high elastic and strength characteristics, and has a low shrinkage tolerance during injection molding, for example, on an injection molding machine.

Преимущественным является, выполнение корпуса 5 узла ротора 2 и корпуса 8 с фланцем 10 узла статора 3 из одного материала, т.е. одного вида пластмассы, что исключает разность в линейном тепловом расширении и не требует дополнительно компенсационных пружин, которые могут являться причиной шумов.It is preferable that the housing 5 of the rotor unit 2 and the housing 8 with the flange 10 of the stator unit 3 are made of the same material, i.e. of one type of plastic, which eliminates the difference in linear thermal expansion and does not require additional compensation springs, which can cause noise.

Пластичность и упругость корпуса 8 узла статора 3 позволяют обеспечить оптимальные посадки с натягом в местах сопряжения указанного корпуса 8 с подшипниками качения 15, 16 внутри осевого отверстия 14 и магнитопроводом 7 на наружной поверхности 8а, а также предотвращает возможность возникновения недопустимых осевых усилий на подшипниках качения 15, 16 при тепловом расширении, когда возникают температурные перепады в процессе эксплуатации электровентилятора, что позволяет исключить из конструкции дополнительные упругие компенсаторы, предохраняющие подшипники качения 15, 16 от преждевременного износа, заклинивания и/или разрушения.The ductility and elasticity of the housing 8 of the stator assembly 3 allow to ensure optimal interference fits at the junctions of the said housing 8 with the rolling bearings 15, 16 inside the axial bore 14 and the magnetic circuit 7 on the outer surface 8a, and also prevents the occurrence of unacceptable axial forces on the rolling bearings 15 , 16 during thermal expansion, when temperature differences occur during the operation of the electric fan, which makes it possible to exclude from the design additional elastic compensators that protect the rolling bearings 15, 16 from premature wear, seizure and / or destruction.

Следует отметить, что запрессовка одного из подшипников качения, в частности подшипника качения 15, в осевое отверстие 14 корпуса 8 в зоне W расположения магнитопровода 7, расширяет указанный корпус 8 в указанной зоне W, надежно закрепляя тем самым указанный магнитопровод 7 на наружной поверхности 8а корпуса 8. Такая конструкция обеспечивает надежное неподвижное соединение наружного кольца подшипника качения 15 и магнитопровода 7 с корпусом 8 узла статора 3.It should be noted that pressing one of the rolling bearings, in particular the rolling bearing 15, into the axial hole 14 of the housing 8 in the zone W of the location of the magnetic circuit 7, expands the specified housing 8 in the specified zone W, thereby reliably fixing the specified magnetic circuit 7 on the outer surface 8a of the housing 8. This design provides a reliable fixed connection of the outer ring of the rolling bearing 15 and the magnetic circuit 7 with the housing 8 of the stator assembly 3.

Вышеуказанный магнитопровод 7 выполнен из железопласта, представляющего собой спрессованную под большим давлением смесь железного порошка с пластмассой. Указанный железопласт имеет функциональное сходство с набором изолированных шихтовых пластин для исключения паразитных токов Фуко в переменном магнитном поле и замыкания магнитных потоков при работе двигателя. Использование железопласта позволяет изготавливать из пластмассы корпус 8 статора 3.The aforementioned magnetic circuit 7 is made of iron, which is a mixture of iron powder and plastic compressed under high pressure. The specified ferroplast has a functional similarity with a set of insulated charge plates to exclude parasitic Foucault currents in an alternating magnetic field and to close the magnetic fluxes when the engine is running. The use of ferroplast makes it possible to manufacture the stator casing 8 3 from plastic.

Описанный выше корпус 5 узла ротора 2 может являться частью крыльчатки 1 и составлять с ней единое целое. Указанные корпус 5 и крыльчатка 1 могут быть выполнены в виде неразъемного узла из одного и того же вида пластмассы способом литья под давлением, при этом магнит 6, как было описано выше, является закладной деталью и внедрен в тело корпуса 5. Такая конструкция позволяет также снизить шумы и вибрации в процессе работы электровентилятора за счет уменьшения подвижных сочленений в конструкции (уменьшение количества отдельных деталей двигателя).The above-described housing 5 of the rotor unit 2 can be part of the impeller 1 and be integral with it. The said housing 5 and the impeller 1 can be made in the form of an integral unit of the same type of plastic by injection molding, while the magnet 6, as described above, is a built-in part and is embedded in the body of the housing 5. This design also makes it possible to reduce noises and vibrations during the operation of the electric fan by reducing the movable joints in the structure (reducing the number of individual engine parts).

В одном из вариантов исполнения, указанный вал 4 может быть выполнен, например, из металла в виде отдельной детали.In one embodiment, said shaft 4 can be made, for example, of metal as a separate piece.

В другом варианте исполнения, вал 4 выполнен из пластмассы и образует с корпусом 5 узла ротора 2 единое целое, т. е. неразъемный узел, при этом магнит 6, как было описано выше, внедрен в тело корпуса 5 узла ротора 2 (см. фигуру 6). Преимущественным является выполнение корпуса 5 и вала 4 из одного и того же вида пластмассы способом литья под давлением, при этом магнит 6 является закладной деталью.In another embodiment, the shaft 4 is made of plastic and forms a single whole with the housing 5 of the rotor unit 2, i.e., an integral unit, while the magnet 6, as described above, is embedded in the body of the housing 5 of the rotor unit 2 (see figure 6). Advantageously, the housing 5 and the shaft 4 are made of the same type of plastic by means of injection molding, with the magnet 6 being the embedded part.

В другом из вариантов исполнения, вал 4 выполнен из пластмассы и образует с корпусом 5 узла ротора 2 и крыльчаткой 1 единое целое т. е. неразъемный узел, при этом магнит 6, как было описано выше, внедрен в тело корпуса 5 узла ротора 2 (см. фигуру 7). Преимущественным является выполнение крыльчатки 1, корпуса 5 и вала 4 из одного и того же вида пластмассы способом литья под давлением, при этом магнит 6 является закладной деталью.In another embodiment, the shaft 4 is made of plastic and forms a single whole with the housing 5 of the rotor 2 and the impeller 1, i.e., an integral unit, while the magnet 6, as described above, is embedded in the body of the housing 5 of the rotor 2 ( see figure 7). Advantageously, the impeller 1, the housing 5 and the shaft 4 are made of the same type of plastic by injection molding, whereby the magnet 6 is an embedded part.

Описанные выше варианты выполнения узла ротора 2, крыльчатки 1 и вала 4 значительно упрощают изготовление и сборку узла ротора 2 и, соответственно, электровентилятора, ведут к снижению шуму и вибраций поскольку минимизировано количество сопрягаемых в процессе сборки деталей, в них практически исключены осевые усилия на подшипниках качения 15, 16, возникающие при температурных перепадах, что в целом повышает эксплуатационную надежность электровентилятора.The above-described embodiments of the rotor unit 2, impeller 1 and shaft 4 greatly simplify the manufacture and assembly of the rotor unit 2 and, accordingly, the electric fan, lead to a decrease in noise and vibration, since the number of parts mated during the assembly process is minimized, axial forces on the bearings are practically excluded in them. rolling 15, 16, arising from temperature differences, which generally increases the operational reliability of the electric fan.

Вал 4, выполненный из пластмассы, имеет осевое отверстие 17, в котором установлены элементы 18 и 19, расширяющие с наружной стороны указанный вал 4 в соответствующих зонах посадки подшипников качения 15 и 16. В конкретном примере исполнения, в качестве указанных элементов 18, 19 использованы винты, вворачиваемые в осевое отверстие 17 с противоположных торцевых сторон вала 4. В процессе установки элементов 18, 19 в осевое отверстие 17 происходит расширение вала 4 во внутренних кольцах подшипников качения 15, 16, что обеспечивает надежную посадку на валу 4 указанных внутренних колец подшипников качения 15, 16 без каких-либо дополнительный крепежных элементов.Shaft 4, made of plastic, has an axial bore 17, in which elements 18 and 19 are installed, expanding from the outside the specified shaft 4 in the respective landing zones of the rolling bearings 15 and 16. In a specific example of execution, the specified elements 18, 19 are used screws screwed into the axial hole 17 from the opposite end sides of the shaft 4. During the installation of the elements 18, 19 into the axial hole 17, the shaft 4 expands in the inner rings of the rolling bearings 15, 16, which ensures a secure fit on the shaft 4 of the indicated inner rings of the rolling bearings 15, 16 without any additional fasteners.

Эксплуатационная надежность описанного выше электровентилятора выражена в снижении шума и вибраций за счет выполнения корпуса 5 узла ротора 2 из пластмассы с внедренным в его тело кольцевым магнитом 6, плотной посадки подшипников качения 15, 16 по наружному кольцу в корпус 8 узла статора 3, а по внутреннему кольцу на вал 4, при этом функцию гибкого компенсатора для обеспечения преднатяга осуществляет указанный упругий пластмассовый корпус 8 узла статора 3, а выполненный из того же материала пластмассовый вал 4 исключает воздействие теплового расширения на бесшумную работу электровентилятора.The operational reliability of the electric fan described above is expressed in the reduction of noise and vibrations due to the implementation of the housing 5 of the rotor unit 2 from plastic with the annular magnet 6 embedded in its body, the tight fit of the rolling bearings 15, 16 along the outer ring into the housing 8 of the stator unit 3, and along the inner ring on the shaft 4, while the function of a flexible compensator to provide preload is performed by the specified elastic plastic housing 8 of the stator assembly 3, and the plastic shaft 4 made of the same material excludes the effect of thermal expansion on the silent operation of the electric fan.

Электронная плата 13, установленная на фланце 10 корпуса 8 узла статора 3, закрыта сверху защитным корпусом 20, препятствующим попаданию на неё твердых микрочастиц и влаги с поступающим в электровентилятор потоком воздуха. Защитный корпус 20 вместе с электронной платой 13 прикреплены с помощью крепежных элементов 21 к указанному фланцу 10 через монтажные отверстия 11. В качестве крепежных элементов 21 могут быть использованы винты или болты, или другие крепежные устройства, выполняющие аналогичную функцию с аналогичным результатом. К электронной плате 13 присоединены, например способом пайки, концы проводов 9 изолированных обмоток магнитопровода 7 узла статора 3.The electronic board 13, mounted on the flange 10 of the housing 8 of the stator assembly 3, is closed from above with a protective housing 20, which prevents solid microparticles and moisture from entering it with the air flow entering the electric fan. The protective case 20 together with the electronic board 13 are attached by means of fasteners 21 to the specified flange 10 through the mounting holes 11. The fasteners 21 can be screws or bolts, or other fastening devices performing a similar function with a similar result. To the electronic board 13 are connected, for example by soldering, the ends of the wires 9 of the insulated windings of the magnetic circuit 7 of the stator assembly 3.

С наружной стороны защитного корпуса 20 может быть выполнено отверстие 22 под крепление на кожухе (на фигурах не изображен) электровентилятора и предусмотрены отверстия для вывода проводов электровентилятора.On the outer side of the protective case 20, an opening 22 can be made for fastening to the casing (not shown in the figures) of the electric fan, and openings are provided for leading out the wires of the electric fan.

В процессе работы электровентилятора магнитопровод 7 с изолированными обмотками проводов 9 узла статора 3 неподвижно установлен во внутреннем пространстве N корпуса 5 узла ротора 2, при этом указанный магнитопровод 7 окружает магнит 6 с определенным рабочим зазором. Указанный корпус 5 с магнитом 6 вращаются вокруг магнитопровода 7 с изолированными обмотками проводов 9, при этом вал 4 вращается внутри корпуса 8 статора 3. Управление двигателем регулируется через электронную плату 13.In the process of operation of the electric fan, the magnetic circuit 7 with insulated windings of wires 9 of the stator assembly 3 is fixedly installed in the inner space N of the housing 5 of the rotor assembly 2, while the specified magnetic circuit 7 surrounds the magnet 6 with a certain working gap. The specified housing 5 with a magnet 6 rotate around the magnetic circuit 7 with insulated windings of wires 9, while the shaft 4 rotates inside the housing 8 of the stator 3. The motor control is regulated through the electronic board 13.

Под термином «пластмасса» следует понимать широкий спектр материалов, имеющих высокие упругие и прочностные характеристики, низкий допуск на усадку в процессе литья под давлением. К таким материалам можно отнести, например, поликарбонат или армированный стеклом полиамид, или армированный тальком полиамид, или композитные материалы.The term "plastic" should be understood as a wide range of materials with high elastic and strength characteristics, low shrinkage tolerance during injection molding. Such materials include, for example, polycarbonate or glass-reinforced polyamide, or talc-reinforced polyamide, or composite materials.

Описанные выше узлы ротора 2 и статора 3 характеризуется повышенной надежностью, т.к. использованы подшипники качения вместо подшипников скольжения, не содержат каких-либо уплотняющих деталей и компенсаторов температурных расширений, которые при износе могут быть причиной повышенного шума, что влечет за собой их замену. Кроме того, описанные выше варианты выполнения узла ротора 2 с крыльчаткой 1 и/или валом 4 позволяют создать компактный, бесшумный, надежный в эксплуатации малодетальный электровентилятор, который легко обслуживать в процессе эксплуатации.The above described assemblies of the rotor 2 and the stator 3 are characterized by increased reliability, since Rolling bearings are used instead of sleeve bearings, do not contain any sealing parts and compensators for thermal expansion, which, when worn, can cause increased noise, which entails their replacement. In addition, the above-described embodiments of the rotor assembly 2 with the impeller 1 and / or the shaft 4 make it possible to create a compact, quiet, reliable in operation, small-part electric fan, which is easy to maintain during operation.

Вышеописанный электровентилятор, снабженный бесщеточным двигателем постоянного тока, может быть использован в климатической системе транспортного средства, например в автомобиле.The above-described electric fan equipped with a brushless DC motor can be used in the climate system of a vehicle such as an automobile.

Claims (7)

1. Электровентилятор, содержащий крыльчатку, связанную с бесщеточным электрическим двигателем постоянного тока, включающим в себя узел статора и узел ротора, связанные с валом привода; узел ротора снабжен подвижным корпусом с установленным внутри магнитом; узел статора снабжен корпусом с установленным на наружной поверхности магнитопроводом, расположенным во внутреннем пространстве корпуса узла ротора, при этом указанный корпус узла статора выполнен из пластмассы и имеет осевое отверстие с установленным внутри через подшипники качения валом привода, неподвижно связанным с корпусом узла ротора и крыльчаткой, причем каждый из указанных подшипников качения запрессован внешним кольцом в корпус узла статора, а внутренним кольцом на вал привода, отличающийся тем, что корпус узла ротора выполнен из пластмассы, а магнит имеет кольцевую форму и внедрен в тело корпуса узла ротора, при этом указанный магнит является закладной деталью в процессе изготовления указанного корпуса способом литья под давлением.1. An electric fan containing an impeller associated with a brushless DC electric motor, including a stator assembly and a rotor assembly associated with a drive shaft; the rotor assembly is provided with a movable housing with a magnet installed inside; the stator unit is equipped with a housing with a magnetic circuit mounted on the outer surface located in the inner space of the housing of the rotor unit, while the said housing of the stator unit is made of plastic and has an axial bore with a drive shaft installed inside through rolling bearings, fixedly connected to the housing of the rotor unit and the impeller, moreover, each of the said rolling bearings is pressed with the outer ring into the housing of the stator unit, and with the inner ring onto the drive shaft, which is different in that the body of the rotor unit is made of plastic, and the magnet has an annular shape and is embedded in the body of the body of the rotor unit, while the specified magnet is an embedded part in the process of manufacturing said body by injection molding. 2. Электровентилятор по п.1, отличающийся тем, что корпус узла статора содержит фланец, выполненный из пластмассы и составляющий с указанным корпусом единое целое.2. An electric fan according to claim 1, characterized in that the stator assembly housing comprises a flange made of plastic and constituting an integral whole with said housing. 3. Электровентилятор по п.1, отличающийся тем, что вал привода выполнен из пластмассы и составляет с корпусом узла ротора единое целое, при этом указанный вал привода имеет осевое отверстие, в котором установлены элементы, расширяющие указанный вал привода в зонах посадки внутренних колец подшипников качения.3. The electric fan according to claim 1, characterized in that the drive shaft is made of plastic and is integral with the housing of the rotor assembly, while said drive shaft has an axial hole in which elements are installed that expand the specified drive shaft in the seating zones of the inner rings of the bearings rolling. 4. Электровентилятор по п.1 или 3, отличающийся тем, что корпус узла ротора является частью крыльчатки и составляет с ней единое целое.4. The electric fan according to claim 1 or 3, characterized in that the housing of the rotor assembly is part of the impeller and is integral with it. 5. Электровентилятор по п.1 или 3, отличающийся тем, что в качестве пластмассы использован поликарбонат, или армированный стеклом полиамид, или армированный тальком полиамид, или композитные материалы.5. An electric fan according to claim 1 or 3, characterized in that the plastic used is polycarbonate, or glass-reinforced polyamide, or talc-reinforced polyamide, or composite materials. 6. Электровентилятор по п.1, отличающийся тем, что магнит узла ротора выполнен из спрессованной под давлением смеси магнитного порошка с пластмассой.6. The electric fan according to claim 1, characterized in that the magnet of the rotor assembly is made of a mixture of magnetic powder and plastic compressed under pressure. 7. Электровентилятор по п.1, отличающийся тем, что магнитопровод узла статора выполнен из спрессованной под давлением смеси железного порошка с пластмассой.7. The electric fan according to claim 1, characterized in that the magnetic circuit of the stator assembly is made of a mixture of iron powder and plastic compressed under pressure.
RU2021113770A 2021-05-14 2021-05-14 Electric fan for the climate system of a vehicle RU2760034C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021113770A RU2760034C1 (en) 2021-05-14 2021-05-14 Electric fan for the climate system of a vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021113770A RU2760034C1 (en) 2021-05-14 2021-05-14 Electric fan for the climate system of a vehicle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2760034C1 true RU2760034C1 (en) 2021-11-22

Family

ID=78719292

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021113770A RU2760034C1 (en) 2021-05-14 2021-05-14 Electric fan for the climate system of a vehicle

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2760034C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2431525A (en) * 2005-10-21 2007-04-25 Super Electronics Co Ltd External rotor construction for brushless dc motor in a pump
DE102006059135A1 (en) * 2006-12-14 2008-06-26 Minebea Co., Ltd. Electrical machine, particularly brushless direct current motor for hard disk drives, motor vehicle area, has driving shaft, which is arranged in center of machine and is connected with rotor arrangement by cast part
DE102009023080A1 (en) * 2009-05-28 2010-12-02 Minebea Co., Ltd. Electrical machine e.g. brushless direct current motor, for e.g. mini-disk-drive, has sleeve inserted in flange collar and dimensioned such that sleeve presses surplus material against inner side of stator
RU2521958C2 (en) * 2009-10-23 2014-07-10 Белимо Холдинг Аг Brushless dc motor with braking at dead state
CN212086045U (en) * 2020-06-03 2020-12-04 陈波 Brushless direct current motor with innovative bearing

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2431525A (en) * 2005-10-21 2007-04-25 Super Electronics Co Ltd External rotor construction for brushless dc motor in a pump
DE102006059135A1 (en) * 2006-12-14 2008-06-26 Minebea Co., Ltd. Electrical machine, particularly brushless direct current motor for hard disk drives, motor vehicle area, has driving shaft, which is arranged in center of machine and is connected with rotor arrangement by cast part
DE102009023080A1 (en) * 2009-05-28 2010-12-02 Minebea Co., Ltd. Electrical machine e.g. brushless direct current motor, for e.g. mini-disk-drive, has sleeve inserted in flange collar and dimensioned such that sleeve presses surplus material against inner side of stator
RU2521958C2 (en) * 2009-10-23 2014-07-10 Белимо Холдинг Аг Brushless dc motor with braking at dead state
CN212086045U (en) * 2020-06-03 2020-12-04 陈波 Brushless direct current motor with innovative bearing

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10233968B2 (en) Bearing device and supercharger
EP1228560B1 (en) Bearing system with flexible bearing bracket
US8021131B2 (en) Vacuum pump
US6876111B2 (en) Bearing structure having a resin case with axial slit
JP2014138487A (en) Rotary electric machine
US5577847A (en) Supporting arrangement for a bearing in an electric motor
US20190323558A1 (en) Rolling bearing having electrical insulating material, and manufacturing process of such rolling bearing
US6846167B2 (en) Turbocharger with magnetic bearing system that includes dampers
EP3157141A1 (en) Motor
CN109562823B (en) Dynamic force generator comprising at least two unbalanced masses and actuator comprising said generator
US10415644B2 (en) Rotary machine
US9882447B2 (en) Electric machine, assembly and associated method
KR20190111111A (en) motor
US20110214528A1 (en) Flywheel Assembly
CN111656650B (en) Rotating electrical machine apparatus
RU2760034C1 (en) Electric fan for the climate system of a vehicle
CN112470371A (en) Electric motor
JP6413747B2 (en) Rotating electric machine
JP5204015B2 (en) Rotating electric machine
CN112186948A (en) Motor preloading device and motor with same
CN108370192A (en) moulding motor
JP2001082582A (en) Pullley unit
WO1995014865A1 (en) Frictionless resilient bearing mount
EP4113803A1 (en) Electric motor, fan, and air conditioner
CN116436194A (en) Explosion-proof structure of thermal sleeve type bearing inner cover for sliding bearing motor